Efek Pembebanan Pada Voltmeter

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Konsep yang digunakan dalam sebuah volt meter DC hampir sama dengan konsep pada ampere meter. Pada volt meter arus searah atau DC volt meter tahanan shunt atau shunt resistor dipasang seri dengan kumparan putar magnet permanen (permanent magnet moving coil) PMMC yang berfungsi sebagai pengali (multiplier). Tahanan Pengali (Multiplier Resistor) Penambahan sebuah tahanan seri atau pengali (multiplier), mengubah gerakan d’arsonval menjadi sebuah voltmeter arus searah. Tahanan pengali membatasi arus kealat ukur agar tidak melebihi arus sakala penuh (Idp). Sebuah voltmeter arus searah mengukur beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian arus searah dan dengan demikian dihubungkan paralel terhadap sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian. Biasanya terminal-termianal alat ukur ini diberi tanda positif dan negatif karena polaritas harus ditetapkan. Nilai tahanan pengali yang diperlukan untuk memperbesar batas ukur tegangan ditentukan dari gambar berikut, dimana :
                                              V = Im (Rs + Rm)

Dengan :

Im         = arus defleksi dari alat ukur

Rm       = tahanan dalam alat ukur

Rs        = tahanan pengali

 V         = tegangan rangkuman maksimum dari instrument

Gambar Rangkaian Dasar Voltmeter Arus Searah

Biasanya untuk batas ukur sampai 500 V pengali dipasang didalam kotak voltmeter. Untuk tegangan yang lebih tinggi, pengali tersebut dipasang pada sepasang probe kutub diluar kotak yakni untuk mencegah kelebihan panas dibagian dalam voltmeter.

Voltmeter Rangkuman Ganda 

Penambahan sejumlah pengali beserta sebuah saklar rangkuman membuat instrumen mampu digunakan bagi sejumlah rangkuman tegangan. Sebuah voltmeter rangkuman ganda yang menggunakan sebuah sakelar empat posisi (V1, V2, V3, dan V4 ) dan empat pengali (R1, R2, R3, dan R4). Nilai dari pada tahanan-tahanan pengali dapat ditentukan dengan metoda sebelumnya, atau dengan metoda sensitivitas.

Sensitivitas voltmeter

Sensitivitas (S), adalah kebalikan dari defleksi skala penuh alat ukur yaitu:
                                                  

                                                  S = 1 / Idp

Sensitivitas (S) dapat digunakan pada metode sensitivitas untuk menentukan tahanan pengali voltmeter arus searah. 

                                             

                                              R = (S x V) – Rm

Dimana :
S         = sensitivitas voltmeter,ohm/volt

V        = rangkuman tegangan yang ditentukan oleh posisi sakelar

Rm    = tahanan-dalam alat ukur (ditambah  tahanan seri)

Rs      = tahanan pengali

Efek pembebanan

Bila sebuah voltmeter dihubungkan antara dua titik di dalam sebuah rangkaian tahanan tinggi, dia bertindak sebagai shunt bagi bagian rangkaian sehinga memperkecil tahanan ekivalen dalam bagian rangkaian tersebut. Berarti voltmeter akan menghasilkan penunjukan tegangan yang lebih rendah dari yang sebenarnya sebelum dihubungkan. Efek ini disebut efek pembebanan instrumen yang terutama disebabkan oleh sensitivitas rendah.

Tindakan pencegahan yang umum bila menggunakan sebuah voltmeter adalah:
1. Periksa polaritas yang benar. Polaritas yang salah (terbalik) menyebabkan voltmeter menyimpang kesumbat mekanis dan ini dapat merusak jarum.

2. Hubungkan voltmeter paralel terhadap rangkaian atau komponen yang akan diukur tegangannya.

3. Bila menggunakan rangkuman ganda, gunakan selalu rangkuman tertinggi dan kemudian turunkan sampai diperoleh pembacaan naik yang baik.

4. Selalu hati-hati terhadap efek pembebanan. Efek ini dapat diperkecil dengan menggunakan rangkuman setinggi mungkin (dan sensitivitas paling tinggi). Ketepatan pengukuran berkurang bila penunjukan berada pada skala yang lebih rendah.